中国地质大学北京成矿规律与预测复习与习题

中国地质大学北京成矿规律与预测考试复习与2015年习题

成矿规律学: 是应用地学理论来研究矿床的形成、时空分布及其演化规律的学科，是指导矿床勘查，进行成矿预测的基础，是经济地质学的一个分支。

成矿预测：是根据成矿规律或矿化信息，按一定的方法和程序对不同规模的矿化单元(矿带/矿田/矿体)的产出位置、矿化类型、资源量等的预测。

按研究尺度划分：

?全球成矿规律：洲际成矿域：古亚洲洋成矿域特提斯成矿域，环太平洋成矿域

?区域成矿规律：成矿省、成矿带

?局部成矿规律: 矿田\矿床\矿体

定性预测：概念预测，利用矿床分布的概念模式预测矿床。

定量预测：统计预测，根据矿床分布的统计规律预测矿床

成矿地质背景：形成矿床的各种地质作用(事件)、成矿条件和控矿因素的总和。

控矿因素：一般指控制矿床形成和分布的各种地质因素。如构造作用、岩浆作用、变质作用、沉积作用（地层、岩相、古地理）等。

岩浆岩成矿专属性：指一定类型的岩浆岩与一定类型的矿床之间的专属对应关系.

成矿期：有利于某种矿产或多种矿产富集的地质时间区间

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成矿省：某一特殊矿物组合或者以一种或多种矿化类型为特征的矿床集中区（有利于成矿的区域）

成矿系列：在一定的地质单元内，在一定的地质发展时期，与一定地质作用有关，在不同或相同演化阶段，形成的有相互成因联系的一组矿床

成矿系统：在一定的时域-空域中，控制矿床形成和保存的全部地质要素和成矿作用动力学过程，以及所形成的矿床系列、异常系列构成的整体，是具有成矿功能的一个自然系统

矿物共生:是指在各种金属矿床的矿石中，某些种类的矿物，常由于成因上的联系而构成一套特征的矿物组合。

成矿模型为精心组织的、用于描述矿床类型基本属性的信息系统，是表达矿床如何形成与控制因素的模型。

找矿模型——又称勘查模型，它是表述目标矿床及其对一定勘查技术产生预期效应的模拟体系，是描述矿化特征和找矿标志的模型

找矿模型和成矿模型都具有成矿预测的功能，二者之间实际上有着紧密的关系：成矿模型是找矿模型的基础;找矿模型是成矿模型在技术经济方面的延伸

描述性模型——对一类矿床本质属性的概括，是对该类矿床基本而共同的特征的总结，或者说是一类矿床输出信息的系统总结。

矿床成因模型——对观察到的矿床地质现象作出合理的成因解释。是一组相关矿床属性的汇集，从中可发现某些属性之所以有用的原因。成矿信息：是指示矿化存在的各种显示和标志，它直接或间接指示识

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别矿床可能的形成条件和存在方式。

地球化学背景:化探中将未受成矿作用影响的地区内各种天然物质中（如岩石、土壤、水系沉积物、地表水、地下水、植物和空气等）各种地化指标（如元素和同位素含量和比值、pH、Eh值、温度等）的数值称为地球化学背景

地球化学异常

?定义：是相对于地球化学背景区而言的，是指某些地区的地质体或天然岩石、土壤、水、生物、空气中，一些元素的含量明显地偏离正常含量或某些化学性质明显地发生变化的现象。

?在异常区内，各种自然介质中，指示元素的含量与周围的背景区有明显的差异，那么该指示元素的含量值称为地球化学异常值，简称异常值

矿田：由统一地质作用形成的，成因上近似，空间上邻近的一组矿床，分布面积一般在几十到一、二百平方公里。

沉积矿床

大地构造背景: 形成于特定地质历史时期，以持续沉降运动为主的拗陷区；

成矿作用: 以沉积(火山、生物)成矿作用为主；

成矿物质来源: 来自于陆源风化和/或火山喷发区域;

主要控矿因素: 岩相古地理.

岩浆矿床

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大地构造背景: 板内裂谷\板块边缘活动带；

成矿作用: 以结晶分异和熔离成矿作用为主;

成矿物质来源: 来自于起源于上地幔岩浆\地壳;

主要控矿因素: 温度\压力\挥发分\围岩组分.

变质矿床

大地构造背景:形成于以持续抬升运动为主的地台区;

成矿作用:变质成矿作用(接触变质成矿作用、区域变质成矿作用和混合岩化成矿作用);

成矿物质来源:原地和异地;

主要控矿因素: T\P物理化学条件和动力学因素.

热液矿床

成矿热液来源：岩浆(火山)水\变质水\海水\地下水成矿作用: 以充填作用和交代作用为主；

主要控矿因素: 构造、成矿热液的来源与性质.

基性、超基性岩类的成矿特点

（1）主要相关矿床包括岩浆型Cr-Pt矿床、Cu-Ni硫化物矿床、V-Ti 磁铁矿矿床及产于金伯利岩中的金刚石矿床等。这些矿床多为岩浆矿床。

（2）矿化类型与岩石成分关系密切

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镁质超基性岩：铬铁矿（铂）矿床镁铁质超基性-基性岩：铜镍硫化物矿床铁质基性岩：钒钛磁铁矿矿床

中酸性岩浆岩类的成矿特点

（1）成矿专属性较复杂。中酸性岩成因类型多，因此有关的矿产类型也多，主要有W、Sn、Li、Be、U、Th、Fe、Cu、Pb、Zn等有色金属矿产、稀有、稀土和放射性矿产。

（2）矿化类型与岩石成分关系密切

岩浆活动是地壳运动的主要形式之一，许多内生矿床的形成和

分布都不同程度地受岩浆活动因素所控制。

各类岩浆活动对成矿的控制，主要表现在以下几个方面：

1.各类岩浆活动是成矿物质运移分配的重要因素；

2.一定类型的矿化与一定成分的岩浆岩有关（岩浆成矿专属性）；

3.在空间上，不同类型的矿化产于不同岩浆产物的特定部位；

4.在时间上，不同类型矿化富集在岩浆活动的不同旋回和阶段；

5.矿化与岩浆活动存在着物理化学条件和地质条件的一致性

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?1)超深成带：地表下10～15km(大洋5～8km)，只有少数超变质矿床(兰晶石、夕线石、刚玉等)。

?2)深成带：距地表3～5km至10～15km，此带成分均一，有基性超基性岩中Fe、Cr、Pt、Ti岩浆分异矿床、中酸性岩中部分云英岩和矽卡岩矿床。

?3)浅成带：深度在1～1.5km至3.5km，此带岩浆成分复杂，各种蚀变及交代作用发育，有与基性岩有关的熔离型Cu、Ni、Ti、Fe矿床，与斜长花岗岩、正长岩伴生的矽卡岩Fe-Cu矿床，

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以及与晚期小侵入体有关的各类热液型有色、稀有、贵金属(Au)

和放射性矿床。

?4)近地表带：深度1～1.5km，有碱性岩中稀有碳酸盐矿床，与细碧角斑岩有关的含黄铁矿矿床，基性和酸性喷出岩有关的

Au、Ag、Hg、Cu等火山热液矿床；次火山斑岩型Cu、Mo、Au矿床，以及含金刚石的金伯利岩等。

一般说来，形态简单、规模较大的基性、超基性岩体有利于形成Cr、Cu－Ni硫化物类的岩浆矿床。特别是岩体形态呈岩盆、岩盘等近似球状体时更易成矿，原因是球体表面积最小、容积最大、散热慢、有利于结晶分异作用的进行著名的加拿大肖德贝里岩体就呈一岩盘产出。形态复杂、规模较小的中酸性岩体有利于矽卡岩型矿床的形成，特别是岩体形态变化大、规模小于10km2时更易成矿，原因在于岩体和围岩接触面积相对较大，有利于接触交代作用的充分进行。

岩浆岩被剥蚀程度对矿体保存的影响？

对基性、超基性岩体由于与其有关的岩浆矿床通常位于岩体的偏下部位，当岩体经受一定程度的剥蚀时，各种矿化显示增多、物化探异常增强，这种情况下对找矿反而有利。

对于中酸性侵入体，由于与其有关的各种岩浆期后矿床分布于岩体的顶部及其附近围岩中，岩体的剥蚀程度对矿床的保存具有较大的影响：当剥蚀程度较低，未及岩体顶部时，围岩的蚀变现象及脉岩分布区可

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作为找寻Pb、Zn、Hg、Sb等中低温矿床的标志及有希望的地区；

当剥蚀程度中等，刚刚达到岩体顶部，侵入体呈岛状出露，各种蚀变较强时，是找寻各种热液矿床和矽卡岩矿床很有希望的地区；

当剥蚀程度很高、中酸性岩体大面积出露时，对找矿一般不利，因为在成因上与该岩体有关的矿床数量将大为减少。

全球成矿期和矿床分布

1.1 太古宙成矿期

太古宙的时间区间为38亿～25亿优势金属矿产: 金、铁、镍-铜、铜-锌、铬等缺失: 铅、铀、钍、汞、铌、稀土、金刚石等太古宙存在二个主要的大地构造环境:高级变质区绿岩带

1.2 古-中元古宙成矿期

古-中元古宙的时间区间为25亿～10亿优势金属矿产:金-铀、锰、铅-锌、镍-铜铂-铬、铁、金刚石等古-中元古宙存在二个主要的大地构造环境:沉积盆地、大陆边缘裂陷槽

1.3 晚元古宙成矿期：晚元古宙的时间区间为10亿～5.4亿优势金属矿产:铜、锰、铁、锡等首次出现大规模的沉积型铜矿床，实例包括赞比亚和扎伊尔铜带以及美国西北部的一些沉积型铜矿床；第二个沉积型锰矿形成时期；Rapitan型铁矿形成时期

1.4 显生宙成矿期

显生宙的时间区间为5.4亿～现在优势金属矿产: 钨、锡、铋、钼、铜、铅、锌、金、银等大地构造环境:由于板块的碰撞造就了显生宙宏伟的造山带、大规模的洋壳再循环形成了长的火山链和大陆边缘弧、

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后弧盆地、裂谷盆地以及其他的地质构造特征显著地增加了成矿环境的多样性和变化性。

中国主要的成矿期

2.１前震旦纪成矿期

主要分布于华北克拉通

条带状含铁建造鞍山式铁矿是这一成矿期最显著的特征，条带状铁建造从吉林东部的板石沟经辽宁鞍山地区，一直西延至河北迁西一带，呈明显的带状分布，我国太古宙铁矿资源的全部储量几乎都集中在这个带内(张秋生等，1984)。

太古宙绿岩带，广泛发育在吉林和龙、夹皮沟，辽宁清原、鞍本地区、辽西，内蒙古固阳，冀东青龙一滦县、山西五台，豫陕小秦岭，河南登封、鲁山一舞阳，鄂豫皖交界的大别山和胶东等地区(张贻侠等，1994)。

2.２加里东成矿期（寒武-志留纪）

?(1)在地台的被动边缘形成重要的沉积矿床，包括昆阳式磷矿、襄阳式磷矿、湘潭式锰矿、宣龙式铁矿等；塔里木地台

区内稳定的海相沉积提供了良好的油气生、储、盖岩系组合。?(2)祁连山褶皱带是这一成矿时期内生金属矿化最集中的区域，与海底基性火山岩有关的镜铁山铁矿、白银厂火山岩型块状硫化物矿床、金川铜镍硫化物矿床等大型、超大型矿床都是在这个时期形成的。?(3)华南褶皱系也表现出显著的金属富集，包括湖南桃林铅锌矿、

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潘家冲铅锌矿、七宝山多金属矿田、黄金洞金矿、沃溪金矿、龙山金矿等。

2.３海西成矿期（泥盆-二叠纪）

(1)这是我国最重要的成煤期之一，尤其在华北地台上发育了大同、开滦、平顶山、淮南等大型煤田，鄂尔多斯盆地号称世界十大聚煤盆地之一；在扬子地台区，广布于广西、贵州和云南东部的煤田以及湖南中部、江西萍乡一带的煤田等也是在这一成矿期内发育的。

（2）这一成矿期还孕育了其他许多类型的沉积矿产，包括宁乡式铁矿、四川盆地内富饶的天然气田；克拉玛依油田也赋存在这一时期的地层中。

（3）我国铝土矿床的成矿时代主要集中于海西成矿期，如山东淄博、山西阳泉、河南巩县、广西平果等矿床。

2.３海西成矿期

?(4)本成矿期也是继加里东期之后又一次较强烈的岩浆活动期，涉及的范围较加里东期有所扩大(程裕淇，

1994)，因而，这一时期内生金属矿化分布的范围更广，阿尔泰富含稀有金属的伟晶岩型矿床、新疆黄山地区的铜镍硫化物矿床、攀西地区的钒钛磁铁矿矿床、河北矾山、姚家庄等地的磷灰石矿床、黑龙江多宝山斑岩铜矿床、

?产于准噶尔蛇绿岩中的铬铁矿床(萨尔托海、鲸鱼等矿

产)、内蒙古白乃庙斑岩铜矿等。

2.４．燕山成矿期（侏罗-白垩纪）

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?(1)大量断陷盆地的发育为我国储藏了极为丰富的煤和石油，如东北、内蒙古东部的大型和超大型煤田，鄂尔多斯超大型煤田(鄂尔多斯地区的煤盆地常常上叠在海西期含煤岩系之上，构成“双纪煤田”)以及新疆北部准噶尔、伊宁、吐哈以及塔里木北缘等聚煤盆地。我国超大型油田～大庆油田的重要产油层即是在这一成矿期内形成。

2.４．燕山成矿期

?(2)本期岩浆活动是我国地质历史上最强烈的一次，与成矿的关系也最为密切。这次岩浆活动的特点是：

岩浆活动遍及全国范围，但从整体上看，东部比西部地区强烈；

早期岩浆活动比晚期强烈，早期为基性、中酸性和酸性岩类侵人体，岩体规模一般较大；晚期则出现较多的偏碱性、碱性岩类，有不少是浅成侵入体，多数为小规模的岩体；

侵入岩体多为复式岩体；

火山岩分布也很广泛，主要在我国东部濒临太平洋地区，其次见于西南和西北地区。

2.４燕山成矿期

?强烈的岩浆活动造就了这一时期丰富多采的内生金属矿床，包括著名的长江中下游铜铁成矿带内几乎所有的铁、铜矿床、华南大部分钨、锡矿床、湖南重要的铅锌矿床(水口山、黄沙坪等)、云南金顶铅锌矿床、陕西金堆城斑岩钼矿床、黑龙江团结沟斑岩型金矿床、江西德兴斑岩铜矿、湖南柿竹园钨钼铋锡多金属矿床、华南大多数稀有、稀土矿床等。这一成矿期形成的许多内生矿床都达到大型或超大型矿床规

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模，而且常常具有成群或成带分布的特征。

2.５．喜马拉雅成矿期（古近纪-第四纪）

?二个重要构造事件：东部滨太平洋区域发生区域性伸展裂陷作用；西南部印度板块和欧亚板块聚合、碰撞和隆升作用。

?(1)东部一系列北东向地堑型盆地的大量出现，如沅麻盆地、衡阳盆地、南雄盆地、信江盆地等。它们中的一些转化成大型拗陷，如南阳一襄樊盆地、江汉盆地、华北盆地以及苏北盆地等。大部分油气田如任丘、濮阳、大港、胜利、辽河、东海、南海等油气田以及大部分煤田，如抚顺、梅河、虎林、依兰、沈北、黄县等煤田都是在这一成矿期形成的。

2.５．喜马拉雅成矿期

?(2)西南地区进入了全面陆内汇聚挤压环境，在这个时期的大陆岩石圈构造体制演化中，由于强烈的挤压和周围刚性块体的阻挡，形成大规模的逆冲推覆，岩浆侵入活动也十分活跃，为内生金属矿化富集创造了良好的环境，重要的矿床包括西藏玉龙斑岩铜矿、罗布萨铬矿床、哀牢山金矿以及三江地区的许多金属矿床。

矿化分带规律(1)带状分布规律：矿床的带状分布是指不同的矿种、矿床类型或矿床的矿石物质组成，结构构造、矿物组合等在一定的空间范围内呈现出的有规律地交替变化的自然现象

(2)丛聚性分布规律：矿床的丛聚性分布是指矿床在平面的分布上往往在一定范围内集中出现，构成矿化集中区或特定的成矿区域的现象

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(3)等距性分布规律：指矿体、矿床、矿田、矿带等在空间分布上大致以相等的距离有规律地出现的现象

上地幔物质进入到地壳浅部成矿必须借助于基性或超基性岩浆作用。 上地幔来源的矿床可分为三大类型：

（1）形成于中深成环境下的岩浆矿床

（2）形成于近地表浅成环境下的岩浆矿床

（3）热液作用富集形成的热液型矿床

（1）形成于中深成环境下的岩浆矿床

主要通过岩浆结晶分异作用或熔离作用形成的岩浆富集矿床。

在中深成环境下，与基性侵入岩有关，矿化一般发育在母岩体内部，在一些晚期岩浆矿床中，分异出的矿浆在压滤作用下可贯入到附近围岩中成矿。如加拿大肖德贝里铜镍矿床、我国金川铜镍矿床、攀枝花钒钛磁铁矿床、南非布什维尔德铬铁矿床等。

（2）形成于近地表浅成环境下的岩浆矿床

这类矿床主要与镁铁-超镁铁质、安山质或碱性浅成侵人体及喷出岩有关，主要形成铜-镍、铁和金刚石的富集，典型矿床包括俄罗斯的诺里尔斯克铜镍矿床、西澳大利亚产于科马提岩中的铜镍矿床、瑞典基鲁纳磷灰石一磁铁矿矿床、南非德兰士瓦尔金刚石矿床等，这类矿床也是通过岩浆作用富集的矿床。

（3）热液作用富集形成的热液型矿床

在幔源岩浆晚期(气)热液作用下形成的矿床，主要形成火山岩型块

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状硫化物矿床和碳酸岩中的稀土矿床

按成矿作用方式分为两种，由上地幔侵位于地壳浅部的岩浆在冷凝结晶的晚期熔浆的沸腾作用可以产生岩浆气液，或者岩浆房作为热引擎，驱动地下水或下渗的海水对流循环，萃取同源火山岩或浅成侵人体中的成矿物质富集成矿。

1.1成矿物质来源于上地幔

形成的构造环境

上地幔物质侵入到地壳浅部的二种构造部位：

一是地壳薄弱部位，如洋中脊部位和大陆裂谷区，以及太古宙时期的地壳（绿岩带）

二是超壳深大断裂发生部位，可成为上地幔物质迅速到达地表的通道。

1.2 成矿物质来源于地壳内部

分散在地壳内部的成矿物质可以通过中酸性岩浆作用或热液作用发生迁移和富集

可分为二大类型（热液型）：

（1）与岩浆作用关系密切的矿床

（2）与岩浆作用无关的矿床。

（1）与岩浆作用关系密切的矿床

根据成矿物质来源可分为两类：一、成矿物质来源于岩体

部分融熔作用导致成矿元素的初步富集；岩浆期后热液作用导致成矿元素的再次富集。

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主要形成斑岩型、矽卡岩型和伟晶岩型二、成矿物质来源于岩体附近围岩

岩体主要提供热源，含矿热液以大气降水为主。主要形成热水沉积型、浅成低温热液型

2 成矿物质来源的判别标志

目前判别成矿物质来源的主要标志：

（1）地质标志

（2）地球化学标志

2.1 地质标志

成矿专属性

一、与镁铁～超镁铁岩浆岩有关的岩浆矿床，成矿物质来源一般来源于地幔。

二、与中酸性岩浆岩有关的热液矿床，成矿物质来源取决于岩浆岩成因。

三、与岩浆岩无关的矿床，成矿物质一般来源于围岩（地壳）。

2.2 地球化学标志

（1）稳定同位素

氢、氧同位素主要用于判断流体来源

硫同位素判断硫的来源

铁、铜等金属元素同位素可判断金属来源

（2）稀土元素

?稀土元素是溶解度最低的微量元素，而且在低级变质作用、风化

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作用和热液蚀变作用中都是相对稳定的。

?稀土元素用作岩浆作用的示踪剂。

?含矿溶液的稀土配分模式可反映成矿物质源区岩石的矿物学、岩石学特征。

(l)“线”要素指与成矿、控矿、导矿和容矿作用相关的断裂构造、脆-韧性剪切强变形带等。

(2)“带”要素指与赋矿地层、岩石相关的地层岩石单元信息。

(3)“环”要素是指与中酸性花岗岩类侵入体或隐伏岩体、古火山机构或火山盆地、火山通道、地热热点、穹窿

（丘）构造、等轴褶皱、热液蚀变晕圈等相关的环形信息。

(4)“色”要素是指与各种围岩蚀变相关的色调异常，如色带、色块、色晕、色斑、亮度等。

(5)“块”要素是指几组断裂交汇、切割、复合、归并等所造成的构造岩块之角部

重要的找矿地质信息：矿化露头（原生、铁帽及氧化露头）

围岩蚀变（近矿围岩蚀变）矿物标型特征古时采冶遗迹及特征地名

地球化学找矿：通过发现异常、解释评价异常的过程来进行。异常可以存在于各种不同的介质中，根据进行地球化学调查介质的不同，地球化学找矿分为:

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(1)岩石地球化学找矿;(2)土壤地球化学找矿;(3)水系沉积物地球化学找矿;(4)水地球化学找矿;(5)气体地球化学找矿

;(6)生物地球化学找矿;(7)重砂异常找矿

当前以岩石、土壤和水系沉积物地球化学找矿比较成熟，生产中广为应用，取得了较好的找矿效果。

?一、岩浆矿床、沉积矿床、变质矿床和热液矿床的基本大地构造背景、成矿作用、成矿物质来源和主要控矿因素。

?二、简述岩浆岩成矿专属性。

?三、简述全球范围内重要的成矿期及优势矿产。

2015秋成矿规律与成矿预测

一．名词解释

1.定性成矿预测定量成矿预测

2.直接找矿信息间接找矿信息

3.控矿因素找矿标志

4.成矿期成矿域

5.成矿模式找矿模型

二．论述成矿预测的基本理论

1)相似类比理论：相似类比理论是在相似地质环境下，应该有相似的成矿系列和矿床产出;相同的(足够大)地区范围内应该有相似的矿产资源量。

(2)求异理论：根据目前已知矿床所建立的模型，只能预测与之类型相同和规模相似或更小的矿床，而不可能预测出尚未发现过的新类型矿床或迄今未曾发

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现过的规模巨大的矿床。因此，不能只注意与已知类型的成矿环境类比，还要注意“求异”。

(3)定量组合控矿理论。成矿不是靠单一因素，也不是靠任意个因素的组合，而是靠“必要和充分”因素的组合。我们现在尚不能对其充分认识和查明。这样，成矿和找矿就成了非确定性事件。我们的任务是，最大限度地提高找矿概率。这就要求我们必须最大限度地查明“控矿因素定量组合”。

上述三理论中，相似类比理论是矿床预测的基础，它要求我们详细了解和大量占有国内外已知各类矿床的成矿条件、矿床特征和找矿标志;求异理论是成矿预测的核心，它要求在相似类比的基础上注意发现不同层次或不同尺度水平、不同类型的异常;定量组合控矿理论是成矿预测的依据，它要求我们把握一切与矿床有成因联系的地质、化学、物理和生物作用，掌握一切与成矿有关的因素及其特征。

三．论述斑岩铜矿的大地构造背景与地史分布

山带。从已有的资料来看，控制斑岩铜矿就位的主要地质因素是断裂-岩浆作用。也就是说，斑岩铜矿是在张性构造环境下，成矿

的次级断裂或背(向)斜之中。地史分布：岩体较年轻，从晚古生代到中新生代，主要集中于中-新生代褶皱带中，属侏罗-新近纪，少数形成于早元古代。

四．我国滨太平洋成矿带的主要成矿时代、优势矿产和主要矿床类型

五．论述成矿物质的4种可能来源及主要矿床类型

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